高溫部件冷卻問題熱—流—固耦合算法的計(jì)算研究.pdf

1、渦輪葉片的冷卻技術(shù)對(duì)提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能是至關(guān)重要的.而渦輪葉片的特點(diǎn)是外部受高溫燃?xì)獾臎_刷,內(nèi)部通道通過從壓氣機(jī)引來的冷氣進(jìn)行冷卻.為了獲得渦輪葉片的溫度分布,通常的做法是將計(jì)算域分為固體區(qū)域和流體區(qū)域,對(duì)這兩個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行計(jì)算,然后在固體和流體的交界面上進(jìn)行耦合,這主要是因?yàn)榱黧w和固體的控制方程是不同的.這種方法的缺點(diǎn)在于,由于外流、固體結(jié)構(gòu)及內(nèi)流的算法不同,實(shí)際上很難進(jìn)行即時(shí)迭代,因此所獲得的固體結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)實(shí)際上是不盡真實(shí)可靠的.

2、該文根據(jù)近年來CFD計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,對(duì)這類問題采用熱-流-固耦合的方法進(jìn)行了研究.該論文建立了熱-流-固耦合的數(shù)學(xué)模型,對(duì)流體和固體建立了統(tǒng)一的控制方程組,并對(duì)方程組的離散.以ANSYS7.0為平臺(tái),建立上述熱-流-固耦合模型的計(jì)算方法.論文對(duì)多種固體結(jié)構(gòu)形式的不同邊界條件進(jìn)行了計(jì)算研究.計(jì)算結(jié)果及分析驗(yàn)證了這種耦合計(jì)算方法的可行性.由于所采用的結(jié)構(gòu)及計(jì)算域近似渦輪葉片的冷卻形式(主流加熱,內(nèi)流通道冷卻),因此這種方法經(jīng)過進(jìn)一步的改進(jìn),